1.實(shí)驗(yàn)原理
(1)電容器的充電過(guò)程
如圖所示，當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，電容器接通電源，在靜電力的作用下自由電子從正極板經(jīng)過(guò)電源向負(fù)極板移動(dòng)，正極板因失去電子而帶正電，負(fù)極板因獲得電子而帶負(fù)電。正、負(fù)極板帶等量的正、負(fù)電荷。電荷在移動(dòng)的過(guò)程中形成電流。在充電開始時(shí)電流比較大(填“大”或“小”)，以后隨著極板上電荷的增多，電流逐漸減小(填“增大”或“減小”)，當(dāng)電容器兩極板間電壓等于電源電壓時(shí)電荷停止移動(dòng)，電流I＝0。
(2)電容器的放電過(guò)程
如圖所示，當(dāng)開關(guān)S接2時(shí)，將電容器的兩極板直接用導(dǎo)線連接起來(lái)，電容器正、負(fù)極板上電荷發(fā)生中和。在電子移動(dòng)過(guò)程中，形成電流，放電開始電流較大(填“大”或“小”)，隨著兩極板上的電荷量逐漸減小，電路中的電流逐漸減小(填“增大”或“減小”)，兩極板間的電壓也逐漸減小到零。
2.實(shí)驗(yàn)器材
6 V的直流電源、單刀雙擲開關(guān)、平行板電容器、電流表、電壓表、小燈泡。
3.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)按圖連接好電路。
(2)把單刀雙擲開關(guān)S打在上面，使觸點(diǎn)1和觸點(diǎn)2連通，觀察電容器的充電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中。
(3)將單刀雙擲開關(guān)S打在下面，使觸點(diǎn)3和觸點(diǎn)2連通，觀察電容器的放電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中。
(4)記錄好實(shí)驗(yàn)結(jié)果，關(guān)閉電源。
實(shí)驗(yàn)記錄和分析：
4.注意事項(xiàng)
(1)電流表要選用小量程的靈敏電流計(jì)。
(2)要選擇大容量的電容器。
(3)實(shí)驗(yàn)要在干燥的環(huán)境中進(jìn)行。
(4)在做放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，以免燒壞電流表。
核心要點(diǎn) 電容器充、放電現(xiàn)象的定性分析
[觀察探究]
按如圖所示電路連接好器材，使開關(guān)S先后接觸a、b，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。
請(qǐng)思考以下幾個(gè)問(wèn)題：
(1)當(dāng)S先后接a和接b時(shí)，會(huì)觀察到電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況是怎樣的呢？
(2)電容器的工作過(guò)程是怎樣的？工作過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？
(3)電容器的帶電量Q與兩極板間的電壓U有什么關(guān)系？反映了電容器怎樣的特性？怎樣描述？
答案 (1)當(dāng)S接a時(shí)，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；當(dāng)S接b時(shí)，電流表指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)。
(2)①充電過(guò)程和放電過(guò)程。
②充電過(guò)程中其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，放電過(guò)程中電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(3)電容器兩極板間的電勢(shì)差隨電荷量的增加而增加，電荷量和電勢(shì)差成正比，它們的比值是一個(gè)恒量，每一個(gè)電容器都有一個(gè)屬于自己的eq \f(Q,U)常數(shù)，與所帶電荷量的多少無(wú)關(guān)。這個(gè)比值反映了電容器容納電荷的能力大小，因此可用eq \f(Q,U)描述電容器容納電荷本領(lǐng)的大小即電容器的電容C＝eq \f(Q,U)。
[探究歸納]
電容器的工作基礎(chǔ)
(1)充電：使電容器的極板上帶上電荷的過(guò)程稱為充電，充電后兩極板帶等量異種電荷，充電過(guò)程，帶電荷量Q逐漸增大，板間電壓U增大，板間電場(chǎng)強(qiáng)度E增大。
(2)放電：使充電后的電容器不帶電荷的過(guò)程叫作放電，放電過(guò)程，帶電荷量Q減小，板間電壓U減小，板間電場(chǎng)強(qiáng)度E減小。
[試題案例]
[例1] 如圖所示實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平行板電容器的充、放電，下列說(shuō)法正確的是( )
A.開關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶正電
B.開關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電
C.開關(guān)接2時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶正電
D.開關(guān)接2時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電
解析 開關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，上極板與電源正極相連而帶正電，A正確，B錯(cuò)誤；開關(guān)接2時(shí)，平行板電容器放電，放電結(jié)束后上、下極板均不帶電，C、D錯(cuò)誤。
答案 A
方法歸納 電容器的充電和放電
(1)充電：把電容器的兩個(gè)極板與電源的正負(fù)極相連，使兩個(gè)極板上帶上等量異號(hào)電荷的過(guò)程。充電后，跟電源正極相連的極板帶正電，跟電源負(fù)極相連的極板帶負(fù)電。充電過(guò)程如圖甲所示。
(2)放電：用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩個(gè)極板接通，兩個(gè)極板上的電荷中和，電容器失去電荷的過(guò)程。放電后，電容器任一極板帶電荷量均為零。放電過(guò)程如圖乙所示。

甲 乙
核心要點(diǎn) 電容器充、放電現(xiàn)象的定量計(jì)算
[試題案例]
[例2] 電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流，不同的是反應(yīng)比較靈敏，且可以和計(jì)算機(jī)相連，能畫出電流與時(shí)間的變化圖像。圖甲是用電流傳感器觀察充、放電過(guò)程的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中電源電壓為6 V。
先使開關(guān)S與1接通，待充電完成后，把開關(guān)S再與2接通，電容器通過(guò)電阻放電，電流傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，顯示出電流隨時(shí)間變化的I－t圖像如圖乙所示。根據(jù)圖像估算出電容器全部放電過(guò)程中釋放的電荷量為________C，該電容器電容為________μF。(均保留3位有效數(shù)字)
解析 根據(jù)題圖乙的含義，因Q＝It，可知圖形與時(shí)間軸圍成的面積表示電荷量；根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個(gè)格子的電荷量為8×10－5 C，由大于半格算一個(gè)，小于半格舍去，因此圖像所包含的格子個(gè)數(shù)為38，所以釋放的電荷量為q＝8×10－5 C×38＝3.04×10－3 C。根據(jù)電容器的電容C＝eq \f(Q,U)可知，C＝eq \f(3.04×10－3,6) F≈5.07×10－4 F＝507 μF。
答案 3.04×10－3 507
1.(多選)關(guān)于電容器的充、放電，下列說(shuō)法中正確的是( )
A.充、放電過(guò)程中外電路有瞬間電流
B.充、放電過(guò)程中外電路有恒定電流
C.充電過(guò)程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D.放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸減少
解析 電容器充、放電過(guò)程中會(huì)有電荷發(fā)生定向移動(dòng)，電路產(chǎn)生變化的瞬間電流，電容器充、放電結(jié)束，電流消失，A正確，B錯(cuò)誤；充電過(guò)程中電源提供的電能部分轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能，C錯(cuò)誤；放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，D正確。
答案 AD
2.據(jù)國(guó)外某媒體報(bào)道，科學(xué)家發(fā)明了一種新型超級(jí)電容器，能讓手機(jī)幾分鐘內(nèi)充滿電。某同學(xué)假日登山途中，用該種電容器給手機(jī)電池充電，下列說(shuō)法正確的是( )
A.該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器的電容變大
B.該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電能變少
C.該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器所帶的電荷量可能不變
D.充電結(jié)束后，電容器不帶電，電容器的電容為零
解析 電容是描述電容器容納電荷的本領(lǐng)大小的物理量，與電容器的電壓及電荷量無(wú)關(guān)，故A、D錯(cuò)誤；當(dāng)該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電荷量減小，則電能變少，故B正確，C錯(cuò)誤。
答案 B
3.(多選)如圖所示是一個(gè)由電源、電阻R與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，在增大電容器兩極板間距離的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )
A.電容器充電
B.電容器放電
C.電阻R中有從a流向b的電流
D.電阻R中有從b流向a的電流
解析 解題關(guān)鍵是電容器與電源相連，其電壓不變。由C＝eq \f(εrS,4πkd)可知，當(dāng)d增大時(shí)，C減小，而電容器始終與電源相連，故U不變，由C＝eq \f(Q,U)可知，Q變小，即電容器將放電，電流從a流向b。故正確答案為B、C。
答案 BC
4.如圖所示，將平行板電容器接在電池組兩極間，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將兩板緩慢地錯(cuò)開一些，其他條件不變，則( )
A.電容器帶電荷量不變
B.電源中將有電流從正極流出
C.塵埃仍靜止
D.電流計(jì)中將有電流，電流方向?yàn)閎→a
解析 電容器與電池組連接，其電壓不變，帶電塵埃靜止，靜電力與重力平衡，qE＝mg，兩極板錯(cuò)開時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故C正確；因電容減小，由Q＝CU，知電荷量Q減小，電容器放電，電流方向?yàn)閍→b，A、B、D錯(cuò)誤。
答案 C
5.電流傳感器可以把電容器放電電流隨時(shí)間變化規(guī)律描繪出來(lái)。一個(gè)電容器先把它接到8 V的電源上充電，然后通過(guò)電流傳感器放電，其電流隨時(shí)間變化圖像如圖所示。由圖線和坐標(biāo)軸所圍的面積知道電容器放電前所帶的電荷量，已知如圖所圍的面積約為40個(gè)方格，由圖可算出電容器的電容為________F。
解析 根據(jù)Q＝It以及圖像的含義可知，圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示電荷量，則可知：電荷量q＝40×0.2×10－3×0.4 C＝3.2×10－3 C，電容器的電容C＝eq \f(q,U)＝4×10－4 F。
答案 4×10－4實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
電容器充電
燈泡
燈泡的亮度由明到暗最后熄滅(選填“明”“暗”或“熄滅”)
電流表1
電流表1的讀數(shù)由大到小最后為零(選填“大”“小”或“零”)
電壓表
電壓表的讀數(shù)由小(選填“大”或“小”)到大(選填“大”或“小”)最后為6__V
電容器
放電
燈泡
燈泡的亮度由明到暗最后熄滅(選填“明”“暗”或“熄滅”)
電流表2
電流表2的讀數(shù)由大到小最后為零(選填“大”“小”或“零”)
電壓表
電壓表的讀數(shù)由大(選填“大”或“小”)到小(選填“大”或“小”)最后為0__V

相關(guān)學(xué)案

江蘇版高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章實(shí)驗(yàn)9觀察電容器的充電、放電現(xiàn)象課時(shí)學(xué)案：

這是一份江蘇版高考物理一輪復(fù)習(xí)第7章實(shí)驗(yàn)9觀察電容器的充電、放電現(xiàn)象課時(shí)學(xué)案，共9頁(yè)。

新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第8章第3講電容器實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象 帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)（含解析）：

這是一份新高考物理一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案第8章第3講電容器實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象 帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)（含解析），共16頁(yè)。

高中物理4 電容器的電容第2課時(shí)學(xué)案：

這是一份高中物理4 電容器的電容第2課時(shí)學(xué)案，共10頁(yè)。

英語(yǔ)朗讀寶

相關(guān)學(xué)案 更多

2020-2021學(xué)年4 電容器的電容第1課時(shí)學(xué)案設(shè)計(jì)

2020-2021學(xué)年4 電容器的電容第1課時(shí)學(xué)案設(shè)計(jì)
高中物理4 電容器的電容學(xué)案設(shè)計(jì)

高中物理4 電容器的電容學(xué)案設(shè)計(jì)
粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第一節(jié) 電容器與電容第2課時(shí)導(dǎo)學(xué)案

粵教版 (2019)必修 第三冊(cè)第一節(jié) 電容器與電容第2課時(shí)導(dǎo)學(xué)案
2022屆新高考一輪復(fù)習(xí)人教版 實(shí)驗(yàn)九　觀察電容器的充、放電現(xiàn)象 學(xué)案

2022屆新高考一輪復(fù)習(xí)人教版 實(shí)驗(yàn)九　觀察電容器的充、放電現(xiàn)象 學(xué)案
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)電子課本

4 電容器的電容

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修 第三冊(cè)

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來(lái)到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬(wàn)優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬(wàn)優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬(wàn)教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過(guò)期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部